Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов по патенту РФ №2482901, B01D 47/02, содержащее входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, снабженную разделительной перегородкой, погруженной в камеру, теплообменник, входной газоход с оросителем воды в виде коллектора с форсунками (прототип).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Это достигается тем, что в устройстве для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера снабжена разделительной перегородки, погруженной в камеру, причем нижняя часть разделительной перегородки, погруженная в камеру, имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с вихревыми форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом, а каждая из форсунок содержит корпус с камерой завихрения и сопло, при этом корпус выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием для подвода жидкости из магистрали и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой, а соосно корпусу в его нижней части подсоединено сопло, выполненное в виде центробежного завихрителя в виде глухой цилиндрической вставки с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, при этом в торцевой поверхности центробежного завихрителя выполнены последовательно соединенные, соосные между собой и корпусом осевые коническое и цилиндрическое дроссельные отверстия, а влагоотделитель с тангенциальным вводом содержит нижнюю коническую часть с патрубком для слива воды, верхнюю цилиндрическую часть, патрубок для ввода потока очищенного газа, выхлопную трубу с завихрителем потока, выполненного в виде, по крайней мере, однозаходной, осесимметричной корпусу циклона, винтовой пружины из перфорированных пластин, закрепленную на обтекателе, жестко связанном с перфорированным диском, закрепленным на нижнем торце выхлопной трубы.

На фиг.1 изображена схема устройства для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, на фиг.2 - фронтальный разрез вихревой форсунки для распыливания жидкости, на фиг.3 показан влагоотделитель с тангенциальным вводом, общий вид, на фиг.4 - вид А на фиг.3.

Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов содержит осадительную камеру 1 (фиг.1), заполненную водой до уровня разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1. Нижняя часть разделительной перегородки 2, погруженная в камеру 1, имеет продольные пазы с постоянным шагом. Входной газоход 3 устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8. В нижней части камеры 1 размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика 5, имеющего вход 7 для холодной воды и выход 6 для горячей воды. Дымосос 20 служит для откачки из патрубка 4 очищенного газа через воздуховод 19 и подачи его через воздуховод 14 во влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом 17, а затем через воздуховод 18 - в дымовую трубу 16, которая выполнена из пластмассы, так как температура отходящих дымовых газов составляет порядка 80÷90°С.

Для повышения эффективности улавливания мельчайших частиц золы в осадительной камере 1, заполненной водой, в систему циркуляции воды добавляют пеноактивные вещества, которые способствуют образованию пены и более интенсивному улавливанию частиц золы. Теплоту отходящих дымовых газов поглощает теплообменный аппарат 5. Коллектор 12 выполнен с вихревыми форсунками (фиг.2), которые служат для увеличения поверхности распыла. Форсунка 13 для распыливания жидкостей расположена на коллекторе 12.

Каждая из форсунок (фиг.2) включает в свой состав корпус 21, который выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием 28 для подвода жидкости из магистрали, и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой 22 с внешней резьбой 23.

Соосно корпусу 21 в его нижней части подсоединено посредством гильзы 24 с внутренней резьбой сопло 25, выполненное в виде центробежного завихрителя 26 потока жидкости в виде глухой цилиндрической вставки 32 с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами 33 в виде цилиндрических отверстий (фиг.2). Гильза 24 является частью сопла 25 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 26.

В торцевой поверхности центробежного завихрителя 6 выполнены последовательно соединенные, соосные между собой и корпусом 21 осевые коническое 30 и цилиндрическое 31 дроссельные отверстия.

Центробежный завихритель 26 установлен в цилиндрической камере 29 корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры 27 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 33 центробежного завихрителя 26 и соединен с тремя камерами, установленными последовательно и соосно ему: конической 34, цилиндрической 35, диффузорной выходной камерой 36, причем камеры установлены таким образом, что выход одной камеры является входом для другой. Тангенциальные вводы 33 выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки 32.

Влагоотделитель 15 (фиг.3) с тангенциальным вводом 17 содержит нижнюю коническую часть 37 с патрубком 45 для слива воды, верхнюю цилиндрическую часть 38, патрубок 39 для ввода потока очищенного газа, выхлопную трубу 40 с завихрителем 46 потока, выполненного в виде, по крайней мере, однозаходной, осесимметричной корпусу циклона, винтовой пружины из перфорированных пластин (фиг.4), закрепленную на обтекателе 44, жестко связанном с перфорированным диском 43, закрепленным на нижнем торце выхлопной трубы 40.

При этом нижняя коническая часть 37 и верхняя цилиндрическая часть 38 состоят из наружного листа 41 и внутренней футеровки 42, между которыми помещен демпфирующий элемент для демпфирования скачков давления. Выхлопная труба 40 одновременно выполняет функции активного глушителя шума, включающего в себя звукопоглощающий слой и защитный перфорированный экран. Высота заглубления выхлопной трубы h_B составляет (0,23…0,26) Н_Ц, где Н_Ц - высота циклона.

Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов работает следующим образом.

Горячие загрязненные частицами золы газы поступают в камеру 1 через входной газоход 3, который снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8. Дымосос 20 служит для откачки из патрубка 4 очищенного газа через воздуховод 19 и подачи его через воздуховод 14 во влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом 17, а затем через воздуховод 18 в дымовую трубу 16.

Влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом работает следующим образом. Закрученный в тангенциальном вводе поток очищенного газа через воздуховоды 19, 14 и через патрубок 39 поступает в верхнюю цилиндрическую часть 38, из которой направляется вдоль винтовых перфорированных пластин завихрителя 46, при этом за счет сил гравитации жидкость устремляется в нижнюю коническую часть 37 с патрубком 45 для слива воды.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом.

В полости вставки 32, выполняющей функцию центробежного завихрителя 26 жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости, истекающую из цилиндрического 31 дроссельного отверстия. Закрученный поток жидкости в полости вставки 32 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 33. На выходе из полости вставки 32 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 25 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока.

Величина тангенциальной скорости в полости вставки 32 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциальных каналов 33 и площади сечения осевого цилиндрического 31 дроссельного отверстия. Сформированный в центробежном завихрителе 26 закрученный поток жидкости поступает во входное отверстие конической камеры 34. При прохождении участков 35 и 36 формируется ускоренный поток жидкости. Интенсивное образование кавитационных пузырьков в закрученном потоке жидкости происходит в диффузорной выходной камере 36.